Hino-avto.ru

официальный дилер Hino Motors
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двойное сцепление, описание и принцип работы

Трансмиссии с двойным сцеплением: мифы и реальность

Сегодня споры по поводу того, что лучше, автоматическая или механическая коробка передач, постепенно затихают. Автоматы, в том числе и с бесступенчатым переключением, стали достаточно надежными и не столь «задумчивыми», а удобство пользования АКП превосходит их недостатки. В то же время при своем мнении остались и ярые поклонники «механики». В общем, консенсус. А вот по поводу коробок передач с двойным сцеплением мнения зачастую диаметрально противоположные.

ДВА ИЛИ ОДНО?

Стоит начать с того, что на коробки передач с двойным сцеплением в первую очередь обратили внимание те производители, в производственных программах которых присутствуют спорткары. Например, инженеры Porsche еще в начале 80‑х активно работали над этой конструкцией, так как в быстрых автомобилях, которые можно использовать как в повседневной жизни, так и на гоночных трассах, большое значение имеет непрерывность крутящего момента, передаваемого на колеса. Поэтому есть смысл сравнить роботизированную коробку передач с двойным сцеплением с привычной механической КП. Если схематично, то в трехвальном варианте МКП первичный вал коробки передач через механизм сцепления соединен с маховиком двигателя, и на одной оси с ним расположен вторичный вал с зубчатыми шестернями, который через приводы или карданный вал передает крутящий момент на колеса автомобиля. «Коммуникацию» вращения от ведущей шестерни первичного вала к ведомым шестерням вторичного вала обеспечивает промежуточный вал, на котором жестко закреплены шестерни передач. При заведенном двигателе и нейтральном положении рычага переключения передач вращаются первичный и промежуточный валы, но вторичный вал не задействован. Для включения передачи нужно выжать педаль сцепления (отсоединив, таким образом, КП от двигателя), перевести рычаг в нужное положение (обеспечив соединение соответствующих шестерен вторичного и промежуточного валов) и, отпустив педаль сцепления, обеспечить через валы КП передачу крутящего момента от двигателя к колесам. Для того чтобы задействовать следующую передачу, нужно опять произвести необходимые манипуляции с педалью сцепления, и это как раз тот момент, когда происходит разрыв потока мощности.

Ремонтный комплект RepSet 2 CT бренда LuK.

Роботизированные коробки с двойным сцеплением этой проблемы лишены. В такой коробке передач используются два приводных вала, вставленных один в другой (внешний и внутренний), но имеющих свободное вращение относительно друг друга. На внешнем валу — шестерни нечетных передач, на внутреннем — четных. По сути, это две механические коробки передач, каждая со своим рядом зубчатых шестерен и со своим механизмом сцепления, то есть с двойным сцеплением. Такое сцепление в едином корпусе имеет два набора фрикционных дисков, каждый из которых отвечает за работу со своим рядом шестерен. И в то время, когда автомобиль разгоняется, к примеру, на второй передаче, третья передача уже находится в полной рабочей готовности, но диски сцепления, отвечающие за нечетный ряд шестерен, пока разомкнуты. Как только обороты двигателя доходят до нужного предела, электроника включает в работу второй комплект дисков сцепления, размыкая первый комплект. А в это время к работе готова уже четвертая передача. Такой же алгоритм работы и при переключениях вниз — с падением оборотов к работе готовится более низкая передача. Весь процесс переключения не превышает десятой доли секунды! Таким образом, коробка передач с двойным сцеплением позволяет передавать непрерывный поток мощности.

СУХОЕ ИЛИ МОКРОЕ?

Существует два типа двойного сцепления — сухое и мокрое, и ряд ведущих компаний имеют в своем ассортименте оба типа. К примеру, двойное сухое сцепление LuK компании Schaeffler было запущено в производство в 2008 году, а в 2014‑м на рынок было выведено мокрое сцепление этого бренда. Конструктивная особенность более распространенного сухого сцепления заключается в том, что его диски работают в обычных условиях, так же, как и в случае со сцеплением МКП. Замыкаются и размыкаются диски посредством электромагнитных приводов. В случае с двойным мокрым сцеплением диски вращаются в масляной среде, а управлением их работой занимается гидравлическая система. Системы сухого сцепления устанавливаются главным образом на автомобили с небольшим крутящим моментом, поскольку рассеивание — это единственный способ отвести тепло, выделяющееся в результате трения. И напротив, системы мокрого сцепления большей частью используются в трансмиссиях автомобилей, у которых крутящий момент превышает 250 Нм. Двойное сухое сцепление более компактно и обладает более высоким КПД, в то время как двойное мокрое сцепление намного эффективнее отводит тепло.

Для двигателей с высоким крутящим моментом чаще используют мокрое двойное сцепление.

Но более эффективным является двойное сцепление сухого типа.

БЕЗ НЕДОСТАТКОВ?

Но сначала о преимуществах, которых у трансмиссий с двойным сцеплением куда больше, нежели напряженных моментов. Во-первых, это скорость переключения передач, а значит, и динамика автомобиля. Во-вторых, постоянство потока мощности, что, к примеру, очень важно для моторов с турбинами. В-третьих, высокая эффективность: по топливной экономичности автомобили с роботизированной коробкой передач с двойным сцеплением менее прожорливы, чем те, что оснащены МКП, не говоря уже об автоматах. Есть, конечно же, и трудности. Нужно признать, что сложная конструкция трансмиссий с двойным сцеплением не сразу позволила добиться безошибочной работы системы. Сегодня трансмиссии с двойным сцеплением имеют высокую надежность, но при необходимости ремонта или замены модуля сцепления, а износ любого узла неизбежен, владельцы автомобилей оказываются лицом к лицу со сложным и дорогостоящим обслуживанием. Чтобы обеспечить надежный и экономически эффективный ремонт системы сцепления, специалисты компании Schaeffler разработали и внедрили технологию ремонта двойного сцепления, предложив сотрудникам сервисов ремонтное решение LuK RepSet 2CT. Кроме полного комплекта всех необходимых для ремонта модуля двойного сцепления деталей, в ассортимент продукции входит специальный инструмент, который позволяет выполнить необходимые ремонтные работы быстро и профессионально. Помимо «железа», Schaeffler предлагает персоналу сервисных станций обучение — онлайн, оффлайн или технические семинары на СТО, а также полную информационно-техническую поддержку по всему ассортименту продукции.

Сравнение расхода топлива. Двойное сцепление предпочтительнее с точки зрения топливной экономичности.

Традиционно европейские ценники на автомобили были гораздо привлекательнее отечественных. Но резкое падение рубля перевернуло всё с ног на голову. Мы отобрали популярные кроссоверы, на которые россиянам стоило бы потратить свои валютные сбережения

Ford EcoSport

Пожалуй, самая крупная российская премьера Ford в этом году – компактный и экономичный кроссовер EcoSport – в минимальной комплектации обойдётся отечественным покупателям в 649 000 рублей. В то же время в Германии за такой попросят от 19 200 евро, в пересчёте на рубли – 1 119 700 рублей. Дороже почти в два раза! И это при том, что российский EcoSport в максимальной комплектации Titanium Plus стоит 899 000 рублей.

Opel Mokka

Даже немецкие кроссоверы в России стоят значительно дешевле, чем в Германии. Для европейских покупателей ценник стартует с отметки в 18 990 евро (1 107 440 рублей). У нас такие деньги попросят разве что за топовую версию флагмана Insignia, в то время как Mokka стоит от 735 000 рублей. Самая навороченная модификация Opel Mokka Cosmo с 1,7-литровым 130-сильным дизельным двигателем и шестиступенчатым автоматом всё равно выйдет дешевле базовой немецкой версии – 1 045 000 рублей.

Mercedes-Benz GLA

Разницу цен (хоть и не такую контрастную) можно увидеть и у «породистых» немцев. В России Mercedes-Benz GLA доступен покупателям по цене от 1 430 000 рублей. В Германии штутгартский кроссовер в минимальной комплектации продаётся за 29 300 евро (1 708 800 рублей). Пример с GLA показателен тем, что в отличие от остальных автомобилей из нашего списка, минимальные комплектации в России и ФРГ насчитывают минимум отличий. Так что в этом случае ценовая разница обусловлена исключительно падением рубля.

Citroen C4 Aircross

Конечно, эпатажный Cactus до нас так и не доехал. Зато есть C4 Aircross – по цене от 909 000 рублей против немецкого ценника 24 240 евро (1 413 600 рублей). В полумиллионную разницу вполне можно уложить покупку ещё одного Citroen – например, седана С-Elysse или малолитражки C1. Покупка С4 Aircross в полноприводной модификации и с полным фаршем также станет оправданным вложением – в России его стоимость составляет 1 109 000 рублей, на 300 тысяч дешевле минимальной европейской модификации.

Nissan Juke

20 ноября стартуют российские продажи обновлённого Nissan Juke, при этом цены на кроссовер уже объявлены. Стоимость автомобиля в базовой комплектации Base с двигателем 1,6 л мощностью 94 л.с. составит 685 000 рублей. В Европе Juke уже продают по цене от 15 450 евро (901 000 рублей). Максимальная комплектация LE, в соответствии с заявленнными ценами, будет стоить от 983 000 рублей. В Германии аналогична модификация продаётся за 26 790 евро (1 562 000 рублей).

Читать еще:  Как удалить ржавчину с металла и не только: 6 лучших методов

Renault/Dacia Duster

Самый доступный из приведённых кроссоверов — Dacia Duster — во всех западно-европейских странах стоит примерно одинаково – в районе 10 600 евро (623 400 рублей) за переднеприводную версию с 1,6-литровым двигателем мощностью 105 лошадиных сил с механической коробкой и минимальным оснащением. Его аналог Renault Duster обойдётся российскому покупателю значительно дешевле – 492 000 рублей.

Двойное сцепление. Устройство и принцип работы коробки передач с двойным сцеплением

Как мы знаем, прогресс на месте не удержишь. Классический тандем из МКПП и АКПП, которые устанавливаются на автомобили уже достаточно долго время, был единственным доступным выбором среди автомобилей серийного производства. Фактически, вся практика использовать последние наработки в сфере оснащения автомобиля пришла к нам из гоночных автомобилей, где для улучшения свойств автомобилей инженеры днём и ночью применяли все более новые и совершенные технологии. Одним из таких продуктов долголетней работы стало изобретения качественно новой коробки передач, которая имела двойное сцепление. Со временем, разработкой вооружились крупные производители серийного сегмента автомобилей и стали оснащать свои автомобили подобным устройством. Именно о нём мы сегодня поговорим, и разберем его плюсы и минусы.

  • Что такое двойное сцепление в автомобиле
  • Устройство и принцип работы коробки с двойным сцеплением
  • Двойное сцепление сухого и мокрого типа
  • Плюсы и минусы КПП с двойным сцеплением
  • Неисправности и проблемы характерны для DSG

Что такое двойное сцепление в автомобиле

Механическая коробка передач и «автомат» имеют как свои плюсы, так и свои существенные недостатки. Умелыми идеями группы изобретателей получилось совместить эти две технологии, совершенно разных по конструкции и принципам работы. Результатом такой синергии стало появление полуавтоматическая коробка, или КПП имеющий двойное сцепление.

Как это бывает с революционными открытиями, эту разработку сначала не распознали в пылу неосознанности, невозможности воплощении подобных идей в реальность и прочих факторов. В гоночной индустрии к этой концепции первыми пришли инженеры из концерна Porsche. Именно благодаря ей, в автомобилестроение начался ощутимый прорыв. Особенно это повлияло на гоночные модели, так как подобная разработка позволяла переключать передачи без потери оборотов двигателя, ощутимо снижая эффект турбоямы.

Устройство и принцип работы коробки с двойным сцеплением

По заверениям некоторых автолюбителей, можно услышать, что подобный тип трансмиссии представляет собой механическую КПП, оснащенную «сервоприводом». Это утверждение ошибочное, так не все современные роботизированные коробки (на которых сейчас чаще всего можно встретить двойное сцепление), оснащаются одинарным сцеплением. У нашего типа коробки их здесь 2, а значит и его конструкция отличается от обычной «механики».

DSG (нем. Direkt Schalt Getrieb) – это преселективная коробка передач с двойным сцеплением, которая оснащается сложным, составным из нескольких схожих по конструкции валов. На одном из валов – расположены четные передачи, на втором нечетные. Чтобы эргономично вместить оба вала в конструкцию, один из них (внешний) представлен в виде полой «трубки», предоставляя таким образом место для размещения второго вала внутри него. Внешний (полый) ответственен за 2-ю, 4-ю и 6-ю передачи, а вот внутренний вал переключает 1-ю, 3-ю, и 5-ю соответственно.

На изображениях ниже отчетливо видно, как разные валы, которые ответственны за разные передачи, позволяют переключаться между ними почти молниеносно, а сами валы при этом работают «попеременно». Именно такой принцип действия позволяет поддерживать постоянный поток мощности, в то время, как стандартная МКПП, используя один вал, использует дополнительное время для переключение передачи.

Но, как мы упоминали ранее, такой тип сцепления часто называют полуавтоматом, и вообще роботизированным – что это означает? В современных аналогах трансмиссионных устройств, использующих двойное сцепление, за переключениями и дисками сцепления ответственны электрические каналы передачи данных и само устройство передачи. И в отличие от стандартного АКПП, у которого эти функции исполняет гидротрансформатор, или вариатор cvt с его трапециевидным ремнем, здесь за этот функционал ответственен сервопривод.

Двойное сцепление сухого и мокрого типа

Для разделения функционального значения подобных устройств, их специально разделения их на 2 типа:

  • двойное сцепление мокрого типа;
  • двойное сцепление сухого типа.

Мокрый тип двойного сцепления подразумевает использования двух пакетов фрикционных дисков, которые располагаться в корпусе. Одна их часть соединена с самим сцеплением, в то время как вторая, находиться на своих ступицах на первичных валах. В норме – сцепление имеет разомкнутое состояние. Сжатие цилиндров (замыкание) получается благодаря использованию в конструкции гидроцилиндров и электрогидравлического модуля, который им управляет. Отсюда и название «мокрое» сцепление.

Двойное сцепление сухого типа, как и у аналога выше в нормальном положении — разомкнуто. Но вот конструкция у такого типа заметно отличается от остальных. В первую очередь из-за использования двух сухих дисков сцепления, которые размещены на первичных валах КПП. Кроме того, внутри подобной коробки, имеется ведущий диск, к которому подсоединён двухмассовый маховик. От него (диска) происходит передача крутящего момента к определенному диску на первичный вал и работают они независимо друг от друга.

Плюсы и минусы КПП с двойным сцеплением

Идеальных систем не бывает. И даже разработка, которая была призвана нивелировать недостатки «механики» и «автомата», на пути своего создания не обошлась от своих минусов. Но обо всем по порядку. Для начала хотелось бы заострить внимание читателей на преимуществах КПП с двойным сцеплением, так как их тут хватает с достатком. Основными являются:

  1. Конструкция с двумя посменно работающими валами позволяет добиться максимальной плавности при езде.
  2. Переключение передач осуществляется в максимально короткий срок (до 0.12 сек).
  3. Удерживание крутящего момента без ощутимых потерь при переключении.
  4. Уменьшенный расход топлива (даже в сравнении с МКПП).
  5. Высокая динамичность при разгоне.

Однако, не все так хорошо. Некоторые подобные минусы у коробки передач с двойным сцеплением назовут несущественными, для других это станет одним из главных условий для того чтобы отложить покупку автомобиля на подобном трансмиссивном устройстве. Среди наиболее значимых называют:

  1. Малый ресурс, если бережно относиться, то 60 — 80 тыс. километров проблем не будет.
  2. Конструкция некоторых КПП значительно сложнее имеющихся вариантов у АКПП и МКПП.
  3. Немногочисленные автомастерские смогут квалифицированно оказать ремонтные услуги подобной технологии.
  4. Из-за дорогостоящих материалов ремонт КПП с двойным сцеплением обойдется его владельцу в круглую сумму.

Неисправности и проблемы характерны для DSG

Несмотря на дату разработки первого зарегистрированного патента (который скоро перевалит за 90 лет), система по-прежнему несовершенна и выдает проблемы в некоторых режимах работы. Так как DSG устанавливают чаще всего на последние «заряженные» модели автомобилей вроде Volkswagen, Audi, Porsche и т.д., владельцы таких авто не брезгуют ездой в «скоростном» режиме. Именно при таком характере вождения имеют место быть толчки при переключении передач. Это происходит по причины быстрого смыкания дисков.

Основной причиной подобного явления называют сухой тип работы. Этот тип вызывает скорый износ деталей, и в следствии появление рывков, скрипов, лязга и скрежета. Виновата во всем некорректная работа электронного блока, который ответственен за сцепление.

Принцип работы DSG трансмиссии

DSG коробка передач имеет три блока: сцепление, редуктор и мехатроник. Для понимания основного принципа работы данной трансмиссии, более подробно разберем сцепление и редуктор.

Редуктор

В первую очередь отметим, что в редукторе расположен первичный вал, который состоит из двух элементов:

  1. Внутренний первичный вал.
  2. Внешний первичный вал.

На рисунке видно, что внутренний вал имеет связь со вторичным валом, на котором расположены шестрени 1, 3 и 5 передачи. На эти шестерни передается крутящий момент при включении первого диска сцепления. Данные элементы выделены синим цветом.

Внешний вал передает крутящий момент на вторичный вал с шестернями 2, 4 и 6 передачи. При этом задействован второй диск сцепления. Данные элементы обозначены серым цветом.

Передача крутящего момента

При включении первой передачи происходит зацепление шестерни первой передачи с шестерней на первичном внутреннем валу. Чуть позже включается первый диск сцепления и происходит передача крутящего момента с коленчатого вала через первое сцепление, внутренний вал на шестерню первой передачи и далее на выходной вал.

Читать еще:  Самые популярные цвета автомобилей

При включении первой передачи также происходит зацепление и шестерни второй передачи с шестерней внешнего вала. При этом вращение данной шестерни происходит свободно.

По команде мехатроника включить вторую передачу, происходит отключение первого диска сцепления и включение второго диска сцепления. Данный процесс протекает очень быстро и занимает доли секунды. При этом шестерни второй передачи уже были в зацеплении и сразу принимают на себя дальнейшую нагрузку вращения.

На второй передачи крутящий момент передается с коленчатого вала через второе сцепление, на внешний вал, шестерню второй передачи и далее на выходной вал.

При переходе на вторую передачу освобождается от зацепления шестерня первой передачи, а шестерня третьей передачи переходит в зацепление и осуществляет свободное вращение до команды мехатроника переключиться на третью передачу. Далее процесс повторяется, при этом происходит поочередное включение дисков сцепления.

Данная конструкция редуктора и использование двойного сцепления позволяет добиться высоких результатов в плавности хода, экономии топлива, а также улучшить динамические характеристики автомобиля.

Двойное сцепление

Двойное сцепление, используемое в трансмиссии DSG, может быть двух типов:

  1. Сухое.
  2. Мокрое.

Сухое сцепление – это механизм, в котором регулировка включения дисков сцепления осуществляется при помощи вилок, как и в механической коробке передач.

Мокрое сцепление – это механизм, рабочим телом которого является масло. Под воздействием гидравлики осуществляется включение и выключение дисков сцепления.

Все шестиступенчатые коробки DSG-6 оснащены мокрым сцеплением, основная часть семиступенчатых коробок DSG-7 оснащается сухим сцеплением.

В заключение отметим, что DSG трансмиссия является сбалансированным механизмом, который позволяет значительно улучшить динамические характеристики автомобиля. Кроме того, она позволяет снизить расход топлива и добиться мягкости и незаметности переключение передач за счет использования двухдискового сцепления.

Как работают автоматические коробки передач с двойным сцеплением

Трансмиссия автомобиля до недавнего времени делилась на два типа: механика, которая требует от водителя при выборе следующей передачи выдавливать педаль сцепления и перемещать рычаг КПП, и автоматическая, которая делает самостоятельно всю работу за водителя при помощи гидротрансформатора и набора планетарных передач. Теперь появилось промежуточное решение, вобравшее в себя лучшее из двух вышеупомянутых концепций – трансмиссия с двойным сцеплением

Трансмиссия автомобиля до недавнего времени делилась на два типа: механика, которая требует от водителя при выборе следующей передачи выдавливать педаль сцепления и перемещать рычаг КПП, и автоматическая, которая делает самостоятельно всю работу за водителя при помощи гидротрансформатора и набора планетарных передач. Теперь появилось промежуточное решение, вобравшее в себя лучшее из двух вышеупомянутых концепций – трансмиссия с двойным сцеплением, или, как ее еще называют, полуавтоматическая трансмиссия, механика «без сцепления» и автоматизированная механическая коробка передач.

В мире гоночных автомобилей полуавтоматические коробки передач, такие как секвентальные механические коробки — sequential manual gearbox (сокращенно SMG), используются уже многие годы. Но в мире массового производства это относительно новая технология.

В данной статье мы изучим принципы работы автоматический КПП с двойным сцеплением, сравним ее с другими видами КПП и поймем, почему многие называют ее трансмиссией будущего.

С руками или без них
Трансмиссия с двумя сцеплениями предлагает в одном агрегате достоинства двух механических КПП. Чтобы лучше понять, что это означает, повторим, как работает обычная механика. Когда водитель хочет переключить передачу в машине с МКПП, он сначала выдавливает сцепление, которое отсоединяет двигатель от коробки и вызывает прерывание потока крутящего момента на КПП. Когда водитель передвигает рычаг МКПП, происходит перемещение зубчатой муфты от одной шестерни к другой шестерни отличного размера от первой. Устройства, называемые синхронизаторами, выравнивают скорость вращения муфты со скоростью зацепляемой шестерней для предотвращения скрежета. Как только новая шестерня выбрана, водитель отпускает педаль сцепления, которая снова соединяет двигатель с трансмиссией и посылает крутящий момент на колеса.

Итак, в традиционной механике нет беспрерывного потока мощности от двигателя до колес. Вместо этого подача мощности изменяется от включенного до выключенного состояния во время переключения передач, вызывая явление, известное как «толчок переключения передачи» или «прерывание крутящего момента». Для неопытного водителя это явление оборачивается швырянием пассажиров вперед и назад после переключения передач.

Коробка передач с двойным сцеплением, напротив, использует два сцепления, но не имеет педали сцепления. Сложная электроника и гидравлика контролируют сцепления аналогично стандартной автоматической коробке передач. В коробке передач с двойным сцеплением, однако, сцепления работают независимо. Одно сцепление контролирует нечетные передачи (1, 3, 5 и заднюю), другое отвечает за четные передачи (2, 4 и 6). При такой компоновке передачи можно переключать без прерывания потока мощности от двигателя до трансмиссии. Принцип работы такой:

Комментарии к анимации. 1. нажмите старт, машина едет на второй передаче и управляется внутренним сцеплением (зеленый цвет), мощность от двигателя передается через внешний вал на шестерню 2-й передачи.
2. С набором скорости компьютер обнаруживает точку переключения на следующую передачу, и заранее выбирает 3-ю передачу.
3. когда водитель выбирает передачу, внутреннее сцепление освобождается и активизируется внешнее сцепление
4. Крутящий момент от двигателя идет вдоль внутреннего вала к заранее выбранной 3-й передаче.

Устройство и принцип действия сцепления

Про такое узел автомобиля как сцепление знают наверняка все. И многие знают, что нужно оно для возможности безопасного переключения передач и при начале движения автомобиля. Но как же устроено сцепление, этот довольно капризный в освоении в автошколе узел?

Ранее, в статье «Сцепление автомобиля», мы говорили о предназначении и классификации сцеплений. Теперь рассмотрим подробнее устройство и принцип работы самого распространенного типа сцепления — фрикционного сухого однодискового.

Устройство фрикционного сухого сцепления

Сухое фрикционное сцепление состоит из следующих основных частей:

— Маховик;
— Нажимной диск («корзина» сцепления);
— Ведомый диск (диск сцепления);
— Выжимной подшипник (подшипник выключения сцепления) и нажимная муфта;
— Детали привода сцепления.

Маховик. Маховик закреплен непосредственно на коленчатом валу двигателя и именно через него производится передача крутящего момента на трансмиссию. Сегодня обычно используются двухмассовые маховики: одна его часть крепится на коленвале, а вторая играет роль ведущего диска сцепления — на ней закреплены фрикционные накладки, за счет которых обеспечивается вращение ведомого диска. Части маховика соединены через пружины, выполняющие функции демпферов, снижающих уровень вибраций.

Нажимной диск («корзина»). Этот узел состоит из корпуса (который по форме напоминает корзину, за что и получил свое название) и непосредственно нажимного диска, соединенного с корпусом через пружину (или пружины). Пружины постоянно прижимают нажимной диск к ведомому диску, за счет чего и производится передача крутящего момента от двигателя коробке передач. В «корзине» могут использоваться несколько пружин, расположенных по кругу, однако сейчас чаще применяется одна пружина (диафрагма), состоящая из ряда тангенциальных (расположенных по радиусу) пластин. С одной стороны пластины соединены с корпусом, а в центре — с выжимным подшипником. Корзина жестко закреплена на маховике, вращаясь с ним как единое целое.

Ведомый диск. Расположен между маховиком и нажимным диском, его ступица надета на первичный вал коробки передач. Диск имеет сборную конструкцию: его основу составляет металлический диск, на котором с двух сторон находятся фрикционные накладки. Также в диске предусмотрены демпфирующие пружины, которые смягчают удары и делают передачу крутящего момента более плавной.

Выжимной подшипник и нажимная муфта. Это подшипник особой конструкции, который упирается в центральную часть диафрагменной пружины и производит ее сжатие при выжимании сцепления. Выжимной подшипник здесь необходим по простой причине: корзина вращается вместе с маховиком, и если бы не было подшипника, нажимная муфта подвергалась бы сильному износу. Наличие подшипника решает эту проблему, так как муфта давит на его внешнюю часть, которая не вращается, а усилие на пружину передается через внутреннее кольцо.

Детали привода сцепления. Это компоненты включения и выключения сцепления. Сюда входят вилка выключения сцепления (с ее помощью движется нажимная муфта), тросы (механический привод), гидроцилиндры и трубки (гидропривод), педаль и т.д.

Принцип работы фрикционного сцепления

Работа сухого однодискового фрикционного сцепления очень проста и сводится к следующему. Сцепление постоянно включено — это обеспечивается диафрагменной пружиной (или рядом пружин), которая прижимает нажимной диск к ведомому диску и к маховику. В таком положении весь узел сцепления вращается как единое целое, и крутящий момент полностью передается на коробку передач.

При переключении передач сцепление выключается: при нажатии на педаль пружина сжимается (с помощью привода сцепления, нажимной вилки, муфты и выжимного подшипника), ее пластины, закрепленные в «корзине», действуют как рычаги, и отводят нажимной диск от ведомого диска. В этот момент передача крутящего момента от двигателя коробке прекращается и можно переключить передачу.

Читать еще:  Торговля России и Украины: санкции остаются, товарооборот растет

После включения нужной передачи педаль сцепления отпускается, пружина возвращается в исходное положение, прижимая нажимной диск к ведущему диску и к маховику — передача крутящего момента возобновляется.

Однако главное преимущество и все возможности сцепления проявляются в момент начала движения автомобиля. Сцепление устроено таким образом, что диски могут прижиматься друг к другу с различным усилием, а поэтому передача крутящего момента может производиться в такой степени, в которой это необходимо. Если слегка отпустить педаль сцепления, то диски будут прижаты друг к другу слабо и проскальзывать, соответственно, и крутящий момент будет передаваться на коробку и колесам не полностью — так становится возможным трогание с места и плавный разгон автомобиля.

Двойное сцепление в автомобилях с АКП

В автомобилях с автоматической коробкой передач педали сцепления нет, однако само сцепление присутствует, но управляет им автоматика. При этом в разных типах «автоматов» работают различные типы сцепления. Например, в роботизированных АКП применяется двойное сцепление, которое имеет ряд принципиальных отличий от сцепления, описанного выше.

Двойное сцепление содержит два комплекта пластин, образующих фрикционные муфты, одна из которых отвечает за передачу крутящего момента к первичному валу нечетного ряда передач, вторая — к первичному валу четного ряда передач.

Двойное сцепление работает в масляной ванне (поэтому оно относится к «мокром» типу), в нем используется пакеты из нескольких фрикционных дисков (то есть, это многодисковое сцепление). В нормальном положении пластины разомкнуты и удерживаются с помощью пружин. Сжатие дисков (как переключение передач в АКП) осуществляется с помощью масла, подающегося под давлением в гидроцилиндры муфт.

Как работают автоматические коробки передач с двойным сцеплением

Трансмиссия автомобиля до недавнего времени делилась на два типа: механическая, которая требует от водителя при выборе следующей передачи выдавливать педаль сцепления и перемещать рычаг КПП, и автоматическая, которая делает самостоятельно всю работу за водителя при помощи гидротрансформатора и набора планетарных передач. Теперь появилось промежуточное решение, вобравшее в себя лучшее из двух вышеупомянутых концепций – трансмиссия с двойным сцеплением, или, как ее еще называют, полуавтоматическая трансмиссия, механика «без сцепления» и автоматизированная механическая коробка передач.

С руками или без них?

Трансмиссия с двумя сцеплениями предлагает в одном агрегате достоинства двух механических КПП. Чтобы лучше понять, что это означает, повторим, как работает обычная механика. Когда водитель хочет переключить передачу в машине с МКПП, он сначала выдавливает сцепление, которое отсоединяет двигатель внутреннего сгорания от коробки и вызывает прерывание потока крутящего момента на КПП. Когда водитель передвигает рычаг МКПП, происходит перемещение зубчатой муфты от одной шестерни к другой шестерни отличного размера от первой. Устройства, называемые синхронизаторами, выравнивают скорость вращения муфты со скоростью зацепляемой шестерней для предотвращения скрежета. Как только новая шестерня выбрана, водитель отпускает педаль сцепления, которая снова соединяет двигатель с трансмиссией и посылает крутящий момент на колеса. Вот и вся работа!

Как Вы уже наверно поняли, в традиционной механике нет беспрерывного потока мощности от двигателя до колес. Вместо этого подача мощности изменяется от включенного до выключенного состояния во время переключения передач, вызывая явление, известное как «толчок переключения передачи» или «прерывание крутящего момента». Для неопытного водителя это явление оборачивается швырянием пассажиров вперед и назад после переключения передач.

Читайте также

Коробка передач с двойным сцеплением, напротив, использует два сцепления, но не имеет педали сцепления. Сложная электроника и гидравлика контролируют сцепления аналогично стандартной автоматической коробке передач. В коробке передач с двойным сцеплением, однако, сцепления работают независимо. Одно сцепление контролирует нечетные передачи (1, 3, 5 и заднюю), другое отвечает за четные передачи (2, 4 и 6). При такой компоновке передачи можно переключать без прерывания потока мощности от двигателя до трансмиссии. Принцип работы такой:

1. нажмите старт, машина едет на второй передаче и управляется внутренним сцеплением, мощность от двигателя передается через внешний вал на шестерню 2-й передачи.
2. С набором скорости компьютер обнаруживает точку переключения на следующую передачу, и заранее выбирает 3-ю передачу.
3. когда водитель выбирает передачу, внутреннее сцепление освобождается и активизируется внешнее сцепление
4. Крутящий момент от двигателя идет вдоль внутреннего вала к заранее выбранной 3-й передаче.

Водители могут также выбрать полностью автоматизированный режим, который передает все заботы о переключении передач компьютеру. В этом режиме ощущение от работы автоматической коробки передач с двойным сцеплением очень напоминает обычный автомат. Из-за того, что коробка передач с двойным сцеплением заранее выбирает следующую передачу, уменьшается толчок переключения передач. Еще важно заметить, что переключение передач происходит под нагрузкой, что означает постоянный поток мощности от двигателя на колеса.

Многодисковое сцепление

Автоматическая коробка передач с двойным сцеплением обходится без гидротрансформатора. Вместо этого используются мокрые многодисковые сцепления. «Мокрое» сцепление означает, что оно работает в масляной ванне для смазки рабочих компонентов с целью снижения трения и ограничения выделения тепла. Существуют версии сухих сцеплений, но все производители автоматической коробки передач с двойным сцеплением используют мокрое решение.

Аналогично гидротрансформатору влажные многодисковые сцепления используют гидравлическое давление для включения. Когда сцепление включено, гидравлическое давление внутри поршня разжимает пружины, что приводит к прижиманию набора дисков сцепления к фиксированной пластине давления. Фрикционные диски имеют зубцы по внешнему диаметру размером и формой с пазами внутри барабана сцепления. В свою очередь барабан сцепления соединен с набором шестерней, который получит крутящий момент. Автоматическая коробка передач с двойным сцеплением Audi использует комбинацию витых и диафрагмовых пружин в многодисковых сцеплениях.

Чтобы отсоединить сцепление, давление жидкости внутри поршня уменьшают. Это заставляет пружины поршня сжаться, что ослабляет давление набора дисков и пластины давления.

Плюсы и минусы

Вам, надеемся, становится ясно, почему автоматическую коробку передач с двойным сцеплением определяют как автоматизированную механику. В принципе автоматическая коробка передач с двойным сцеплением ведет себя как обыкновенная механика: у нее есть входной и промежуточный валы для размещения шестерен, синхронизаторы и сцепление. У нее нет только педали сцепления, потому что компьютер, соленоиды и гидравлика делают все работу за нее. Даже без педали сцепления водитель может «приказать» компьютеру, когда переключаться, при помощи лепестков на руле, кнопок или рычага переключения.

Ощущение езды водителем – еще один плюс автоматической коробки передач с двойным сцеплением. Передачи вверх происходят менее чем за 8 миллисекунд, что обеспечивает самое динамичное ускорение среди всех существующих КПП. Она реализует ускорение, исключая толчки при переключении передач, сопровождающие механические и даже некоторые автоматические трансмиссии. Самое приятное, что водитель сам может выбирать, контролировать ли переключение передач или предоставить это компьютеру.

Возможно, самое важное преимущество автоматической коробки передач с двойным сцеплением – экономия топлива. Непрерывный поток мощности от двигателя до трансмиссии существенно увеличивает экономичность машины. 6-ступенчатая автоматическая коробка передач с двойным сцеплением работает до 10% экономичнее обычного 5-ступенчатого автомата.

Многие производители автомобилей заинтересованы в использовании автоматической коробки передач с двойным сцеплением, но переход на новую технологию всегда связан с большей себестоимостью продукта, что может отпугнуть чувствительных к цене клиентов.

Кроме того, разрабатываются другие новые решения. Одним из таких решений является постоянно изменяющаяся трансмиссия (вариатор) или, CVT (continuously variable transmission). CVT – это вид автомата, использующий подвижную систему шкивов и ремень или цепь для реализации бесконечного множества передаточных соотношений на широком диапазоне оборотов. Вариаторы CVT тоже уменьшают толчки от переключения и значительно увеличивают экономичность машины. Однако CVT не могут справиться с громадными крутящими моментами, возникающими в спортивных машинах.

Автоматические коробки передач с двойным сцеплением не имеют таких ограничений и великолепно справляются с любыми требованиями для спортивных машин. В Европе, где механические коробки передач – выбор большинства пользователей из-за их спортивности и экономичности, по мнению экспертов, автоматические коробки передач с двойным сцеплением вскоре займут более 25 % рынка. При этом лишь 1% машин достанется вариаторам к 2012 году.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector